Sistema de sujeción adhesiva para piezas de fundición

En cuanto a los metales, el aluminio es blando y se dobla con rapidez, factores que facilitan el trabajo en la mayoría de las aplicaciones mecanizadas, pero hacen que el sistema de sujeción con tolerancias de 0.0005 pulgadas sea inviable con los grippers tradicionales.

La fuerza necesaria para el sistema de sujeción podría hacer que la pieza se saliera de la tolerancia, lo que obligaría a reprocesarla o desecharla. Para Thomas/Euclid Industries, esta dificultad se convirtió en el impulso que necesitaba para experimentar métodos alternativos de sujeción con los grippers adhesivos de Blue Photon para realizar la sujeción sin contacto de una carcasa de puntal EV fabricada a partir de una fundición de aluminio.

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El material blando no era el único reto de sujeción de la carcasa del puntal EV: la pieza apenas cabía en los recorridos de la UMC 750. Las posibles fijaciones debían tener un perfil lo suficientemente bajo como para garantizar que la pieza siguiera encajando en la máquina. Fotos Thomas/Euclid.

Desafíos de la sujeción en mecanizado de aluminio

Thomas/Euclid es, principalmente, una manufacturera aeroespacial y las piezas automotrices EV no son lo habitual en la empresa. En este caso, el trabajo surgió poco después de que el taller instalara una máquina Matsuura MX 330 de cinco ejes.

El taller pudo realizar muchos de los trabajos que antes hacía en su Haas UMC 750 de cinco ejes durante periodos más largos gracias a la capacidad de automatización de la nueva máquina, lo que redujo el tiempo necesario para completar estos trabajos, incluso, hasta dejar la UMC 750 inactiva.

Ryan Merrill, director de operaciones de Thomas/Euclid, afirma que la búsqueda de trabajos adicionales para la UMC 750 del taller llevó a la empresa a un cliente que ya se había comprometido a mecanizar carcasas de puntales EV.

Las complicaciones surgieron por la disminución del plazo para preparar el trabajo (el tiempo de desarrollo de la pieza, que suele ser de dos años, se redujo a ocho meses) y el retraso en la recepción de las máquinas de cinco ejes que el cliente tenía previsto utilizar para mecanizar las carcasas. Thomas/Euclid tuvo la oportunidad de actuar como intermediario y suministrar piezas hasta que las máquinas de su cliente estuvieran en funcionamiento.

Superando complicaciones con la sujeción adhesiva

¿Otra complicación? La mayoría de los talleres a los que se les había ofrecido el trabajo ya lo habían rechazado debido a la naturaleza de la pieza en sí: una pieza de fundición de aluminio de 20 pulgadas de largo, casi neta, con una forma extraña y tolerancias inconvenientes. Aunque el cliente proporcionaba la pieza fundida y lo único que Thomas/Euclid tenía que hacer era mecanizar agujeros en ella, la sujeción constante de la pieza sin estropearla ni deformarla suponía un enorme reto.

El sistema de sujeción adhesiva ofrecía una solución, pero Thomas/Euclid no la había utilizado antes. Aunque la empresa había considerado los grippers adhesivos de Blue Photon para varias aplicaciones, el taller había decidido no utilizarlos debido a los costos iniciales de la tecnología. Sin embargo, como el puntal EV requería una configuración de sujeción sin contacto, los programadores e ingenieros de Thomas/Euclid se apresuraron a señalar que la sujeción adhesiva era el método más viable para realizar el trabajo.

Fijar correctamente los grippers Blue Photon a la pieza requería fijaciones de forma irregular para cada una de las cuatro variantes de la pieza (dos operaciones, cada una con una versión izquierda y otra derecha).

Los ingenieros de aplicaciones de Blue Photon se ofrecieron a diseñar las fijaciones para la manufactura aditiva y las imprimieron a través de Stratasys. A continuación, Thomas/Euclid atornilló las fijaciones a una base tipo Jergens de cambio rápido y atornilló los grippers Blue Photon a los extremos de la fijación.

La carcasa del puntal EV fue el primer proyecto para el que Thomas/Euclid utilizó fijación impresa en 3D. El taller pudo probar las cuatro versiones a tiempo para fabricar la pieza, aunque la experiencia supuso algunos problemas, ya que la fijación era más pesada de lo esperado.

Optimizando el mecanizado: sistema de sujeción con adhesivo

Tras aplicar una pequeña cantidad de adhesivo BlueGrip a los grippers, los operarios de Thomas/Euclid colocan la pieza en la fijación y deslizan una luz ultravioleta por debajo.

Esta luz está conectada a una varilla magnética que encaja en la parte posterior del gripper. Al cabo de un minuto, el adhesivo fija la pieza en su sitio.

A partir de ahí, la empresa pudo mecanizar la pieza sin problemas. Para removerla fue necesario aflojar los grippers con una llave de tubo normal y luego utilizar un vaporizador manual para remover los residuos de los grippers Blue Photon.

Manos a la obra en todo momento

Debido a la corta tirada de la pieza, en el taller no podían automatizar este último paso, por lo que fijaban las piezas manualmente y cambiaban las configuraciones. Sin embargo, la combinación de una base de cambio rápido y un sistema de sujeción adhesivo le permitió al taller realizar estos cambios en unos siete a diez minutos, y conseguir una repetibilidad que otros métodos de sujeción no podían igualar.

Thomas/Euclid ha traspasado el trabajo de la carcasa del puntal EV al cliente original, pero mantiene su stock de Blue Photon para futuros proyectos.

“Era la primera vez que este cliente trabajaba con nosotros, y por primera vez trabajábamos con Blue Photon. Confiamos mucho el uno en el otro en que íbamos a conseguirlo; por supuesto, hubo algunos baches en el camino, pero lo conseguimos —dice Merrill—. Fue impresionante lo bien que Blue Photon trabajó en este proyecto”.